JPH0144907Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は燃焼装置、更に詳しくは熱交換するボイ
ラー、若しくは塵埃等を焼却する焼却炉等の燃焼
装置に関するものである。

従来の燃焼装置は、装置本体の下部換言すれば
炉床から多量の空気を供給すると燃焼は良好であ
るが、高負荷燃焼の場合、焼結（クリンカ）がで
きるので高負荷燃焼をすることができず空気量が
不足すると不完全燃焼して煤煙がでるとか灰が多
く残る欠点があり、この傾向は木皮、木質を粉砕
しこれを園芸用ハウス等に使用した使用済みの例
えばポリエチレン、ポリプレピレン等の熱可塑性
合成樹脂をバインダーとして直径約１cm、長さ約
1.5cm程度の円柱状に成形した植物繊維を熱可塑
性合成樹脂をバインダーとして成形した燃料を使
用した場合特に顕著である。

又灰を取出すために、一時燃焼を停止する必要
があるもの、又灰出口から灰を出す時、灰出口か
ら多量の空気が流入し燃焼状態を乱すばかりか熱
効率が著しく低下する欠点があつた。又灰出口、
灰溜室、炉床、燃焼室となつているため加圧燃焼
を行うと前記欠点以外に灰出口から燃焼ガス
（炎）及び煙が吹き出し危険である等各種の欠点
があつた。

この欠点を解消するために考案したのが本案
で、従つて本案の目的は植物繊維を熱可塑性合成
樹脂をバインダーとして成形した成形燃料でも完
全燃焼して煙がでず、しかもクリンカができない
安全な燃焼装置を提供することであり、この目的
を達成するために本案は燃焼装置本体と炉床とを
着脱自由に固定し、若しくは燃焼装置本体に連続
して炉床を一体に形成した燃焼装置であつて、前
記燃焼装置本体を、下部に第１空気吹込ノズルを
設け、その上部にリタン燃焼リングを設け、その
上部に第２空気吹込ノズルを設けると共に、天井
に第３空気吹込ノズルを設け、かつ下部を開放し
た構造となす一方、前記炉床を半径方向に間隔を
置いて縦方向に多数の第１灰落し孔を設けた上部
炉床と、該上部炉床の下部に、前記多数の第１灰
落し孔に連続する半径方向に間隔を置いた多数の
縦方向の第２灰落し孔を設けた移動炉床を移動自
由に設け、前記第２灰落し孔に対向する位置に半
径方向に間隔を置いて縦方向の多数の炉床通風孔
を設けると共に、前記間隔部分に前記第２灰落し
孔に連続する縦方向の第３灰落し孔を形成した支
え炉床を設け、かつ、前記上部炉床の上部にバラ
ンスリングを設け、該バランスリングの上部に炉
床用空気吹込ノズルを設けた構造とした点を要旨
とするものである。

次に一実施例としてボイラーを採択して本案燃
焼装置を図面に基づいて説明する。

１は環状をした上部管寄せで、又２は上部管寄
せ１と同形状をした下部管寄せで、上部管寄せ１
と下部管寄せ２とは両端部附近を縮径した多数の
垂直水管３で連絡するのであり、該連絡に当つて
は多数の垂直水管３で連絡するのであり、該連絡
に当つては多数の垂直水管３の大径部を円周方向
には互に接触で、半径方向には若干の間隔を置い
て同心円状に少くとも二重以上例えば三重に配置
固定するのである。

尚、前記三重配管に当り、垂直水管３の大径部
を全部接触させることなく必要箇所、例えば円周
方向等間隔を置いて４箇所を接触させることなく
間隔をあけて後記する第２空気吹込ノズルの挿入
間隔を形成するのである。

即ち垂直水管３は小径の環状水管群３ａと中径
の環状水管群３ｂと大径の環状水管群３ｃとを円
周方向には接着で、半径方向には若干の間隔を置
いて三重の同心円となる如く配置するのであり、
前記の如く垂直水管３の両端部附近を縮径した関
係で生ずる円周方向の間隔で、小径の環状水管群
３ａの下部で垂直水管３相互間の間隔及び大径の
環状水管群３ｃの上部で垂直水管３相互間の間隔
は耐火材料４で閉鎖して燃焼ガスが小径の環状水
管群３ａの下部から前記間隔内を上昇しないよう
に、又大径の環状水管群３ｃの上部から前記間隔
内に逆流しないようにして燃焼ガスの流路を長
く、かつ、熱貫流率のよい水管群Ａに構成するの
である。

前記の如く構成した水管群Ａは耐火材料４或は
耐火材料をライニングした燃焼装置本体、換言す
ればボイラー本体５内に配置するのであるが、該
配置に当つては大径の環状水管群３ｃの外周と、
ボイラー本体５の内周との間隔を前記同心円相互
間の間隔より大きくするのである。

又６は前記ボイラー本体５の天井略中心に開口
した植物繊維を熱可塑性合成樹脂をバインダーと
して成形した燃料、その他各種燃料の供給口で該
供給口６の外周にはボイラー本体５に連通する下
向きの多数の第３空気吹込ノズル７を設け、未燃
焼ガスを加圧燃焼させ、かつ、ボイラー本体５内
での滞溜時間を長くして熱効率を向上するのであ
る。

尚前記供給口６及び第３空気吹込ノズル７をボ
イラー本体５の天井に直接設けることなく、図示
の如くボイラー本体の天井略中央部に孔をあけ、
該孔に耐火材料製の天井蓋８を着脱自由に設け、
該天井蓋８に前記同様にして供給口６及び第３空
気吹込ノズル７を形成してもよいのであり、天井
蓋８を設ける時は供給口６及び第３空気吹込ノズ
ル７の補修や掃除が便利となり有利である。

尚又第３空気吹込ノズル７は円周方向及び半径
方向に間隔を置いて同一方向に向い傾斜させるこ
とが好ましいのであり、同一方向に傾斜させる時
は、第３空気吹込ノズル７から噴出した空気が旋
回流となり、該旋回流に乗つて下方向に加圧され
た状態で燃焼ガスが旋回してボイラー本体５内に
おける滞溜時間が長くなり、熱効率を向上し得る
のである。

又前記供給口６には前記燃料の供給用のスクリ
ユーコンベヤ９を連設し、自動的に燃料を供給し
得る如く成すことが好ましいのである。

又１０は前記ボイラー本体５及び前記水管群Ａ
に設けた前記円周方向の間隔内を貫通して前記小
径の環状水管群３ａ内側に開口した第２空気吹込
ノズルで該ノズル１０はボイラー本体５の円周方
向に等間隔を置いて例えば４箇所に（５本×４）
設けるのである。

尚第２空気吹込ノズル１０は第２図に示す如く
小径の環状水管群３ａの内側から前記ボイラー本
体５の中心より、やゝ外側で、かつ前記第３空気
吹込ノズル７の開口方向と同一方向に向けて開口
するのが好ましく、同一方向に向けたので第２空
気吹込ノズル１０から噴出する空気が後記により
明らかとなる如く二次空気となり、前記燃料の燃
焼ガスが旋回してボイラー本体５内での滞溜時間
が長くなるのである。

又前記の如くボイラー本体５の中心より、やゝ
外側に向けて開口したので、前記旋回により不足
勝ちとなり易い中心方向に空気を送ることができ
て、中心部附近の未可燃性ガスを完全燃焼させる
ことができ、前記旋回流と相俟つて熱効率を向上
しうるのである。

又前記ボイラー本体５の下部は円筒状５ａをし
ており、該円筒状部５ａの周壁には前記第２空気
吹込ノズル１０と同一方向に向い開口した多数の
第１空気吹込ノズル１１を形成するのであり、該
ノズル１１と前記第２空気吹込ノズル１０との
間、更に詳しくは前記下部管寄せ２附近で、ボイ
ラー本体５の中心方向に突出したリタン燃焼リン
グ１２を形成するのであり、該リタン燃焼リング
１２は鉄製でもよいのであるが、前記円筒状５ａ
に連続して耐火材料４で形成することが工作上有
利である。

尚又該リタン燃焼リング１２の先端縁は図示さ
れていないが、下さがりの形状とすることが好ま
しく、該リング１２を設けるのは、後記により明
らかとなる如く、旋回流を起こさせ乍ら高負荷燃
焼を行う場合、炎（燃焼ガス）は遠心力によつて
外側へと押され、その為に中心部に空気が入り難
く中心部で不完全燃焼が起るので、これを防ぐた
めに炎（燃焼ガス）の旋回し乍らの上昇をリタン
燃焼リング１２で押え、燃焼ガスを中心方向に集
め第１空気吹込ノズル１１からの空気と再接触さ
せる。換言すれば接触を良好にして中心部の空気
不足を補うためである。

更にボイラー本体５内で高負荷燃焼を行うので
旋回流し乍ら上昇する燃焼ガスがリタン燃焼リン
グ１２に衝突し、方向変換してボイラー本体の中
心下部方向に下降し、再度上昇する、これを繰返
すので燃焼ガスをボイラー本体５内に長く滞溜さ
せ得て熱効率を向上させるためである。

尚前記第１空気吹込ノズル１１は、前記第２空
気吹込ノズル１０と同様に第３図に示す如くボイ
ラー本体５の中心より、やゝ外側で、かつ、同一
方向に向けて開口するのが好ましいのであり、同
一方向で、かつ前記の如く中心よりやゝ外側に向
けて開口したので前記の如く前記第２空気吹込ノ
ズル１０と均等乃至同一の作用効果を奏するので
ある。

又１３はボイラー本体５の円筒状部５ａに連続
して一体に、又着脱自由に連結する耐火材料製の
炉床で該炉床１３は下記の如く構成するのであ
る。

第４図及び第５図に拡大して示す如く縦断面略
Ｕ字形をした炉床本体１４の底部に、半径方向に
間隔を置いて縦方向の多数の第１灰落し孔１５を
形成した上部炉床１６を形成するのである。

又１７は前記上部炉床１６の下部で該炉床１６
の下面に沿つて移動（摺動）する移動炉床で、該
移動炉床１７には、前記第１灰落し孔１５に対向
する略同径の縦方向の多数の第２灰落し孔１８を
形成するのであり、移動炉床１７の横方向移動は
移動炉床の一端にエヤーシリンダのピストンロツ
ド１９を連結し、該ピストンロツド１９の進退に
より左右方向移動を行うのであり、移動時間はエ
ヤーシリンダに附設したタイマーにより制御する
ことが好ましいのである。

尚前記左右方向移動を手動で行つてもよいこと
は勿論である。又２０は前記移動炉床１７の下部
で、該移動炉床１７を支持した支え炉床で、該支
え炉床２０には半径方向に間隔を置いて前記第２
灰落し孔１８に対向する略同径をした縦方向の多
数の第３灰落し孔２１を形成すると共に、前記間
隔部分に、前記移動炉床１７が移動して前記第１
灰落し孔１５と第２灰落し孔１８とが連通した
時、第２灰落し孔１８に連続する縦方向の多数の
炉床通風孔２２を設けるのであり、前記移動炉床
１７及び支え炉床２０は、前記炉床本体１４と略
同径をした有底筒状の炉床本体受け１４ａ内に設
け、かつ、前記支え炉床２０は炉床本体受け１４
ａの内壁に固定した環状の支持枠２３で着脱自由
に支持するのである。

又前記上部炉床１６の上方には、前記炉床本体
１４の内壁から中心方向に若干突出したバランス
リング２４を設けるのであり、該バランスリング
２４は前記本体１４の中心方向に向う程その位置
が高くなる如く傾斜状にすることが好ましいので
ある。又前記バランスリング２４の上方で、前記
炉床本体１４の周壁には多数の例えば６個の前記
第１空気吹込ノズル１１と同一方向に向い開口し
た炉床用空気吹込ノズル２５を設けるのであり、
該ノズル２５は、第６図に示す如く前記炉床本体
１４の周壁に対して接線方向に開口して空気の旋
回流の最大直径をとるようになし旋回時間及び旋
回距離を延長することが望ましいのである。前記
の如く炉床用空気吹込ノズル２５から旋回流が起
る如く空気を吹込むと、バランスリング２４がな
い時は前記旋回流に乗つて上部炉床１６上の灰が
吹上げられ、煤埃発生の原因となるのであるが、
本考案の如くバランスリング２４を設けると煤埃
の吹上げを防止できるのである。即ちバランスリ
ング２４の傾斜面に沿つて前記炉床用空気吹込ノ
ズル２５からの空気を上方に向わせたので、前記
上部炉床１６上の燃料から発生する可燃性ガスに
多量の空気の供給ができる反面、上部炉床１６方
向への空気供給が阻止できて供給空気多量に原因
するクリンカを防止でき、かつ煤埃の吹上げを防
止することができるのである。

又前記支え炉床２０の下部には通気孔２６を設
け、、前記炉床通風孔２２を介して上部炉床１６
上の燃料に僅かな空気を供給して燃料を乾溜に近
い状態若しくは乾溜状態にするのである。

又前記通気孔２６の下部には開閉自由のダンパ
ー２７を設けるのであり、該ダンパー２７は縦方
向の多数の貫通孔２８，２９をそれぞれ形成した
二枚の鉄板を重ね合せ、何れか一方の鉄板を移動
（左右動）させて貫通孔２８，２９を貫通状態と
して灰を前記ダンパー２７を下部に設けた灰溜３
０に溜めるのである。

又前記炉床本体１４の下部にはキヤスター３１
を設けて炉床本体１４換言すれば炉床１３を移動
自由とするのである。

尚図面中３２は炉床１３に設けたパイロツトバ
ーナーであり、３３は該バーナー３２に対する給
油パイプであり、３４は前記炉床１３の支持脚で
あり、３５は排気口である。

又燃焼装置本体換言すればボイラー本体５と炉
床１３とを着脱自由に連結するにはボイラー本体
５の下部に連設したブラケツト３６と前記炉床本
体受け１４ａの上部とをボルト及びナツト（図示
せず）で連結するのである。

本案燃焼装置換言すればボイラーは前記の如く
構成したので、ダンパー２７を開となし、かつ、
炉床通風孔２２を第１灰落し孔１５及び第２灰落
し孔１８に連通状態としてスクリユーコンベヤ９
から供給口６を介してボイラー本体５内に例えば
植物繊維を熱可塑性合成樹脂をバインダーとして
成形した燃料を供給する。すると、該燃料は上部
炉床１６上に落下し、給油パイプ３３からの給油
がパイロツトバーナー３２により着火し、前記上
部炉床１６上の燃料が燃焼する。所で前記上部炉
床１６には通気孔２６及び炉床通風孔２２を介し
て僅かな量の空気しか供給されない〔この時、炉
床用空気吹込ノズル２５からの空気はバランスリ
ング２４で阻止されて上部炉床１６方向には殆ん
ど流通しない。〕ので燃料は上部炉床１６上で乾
溜に近い状態或いは乾溜状態となり、前記燃料は
炭化或は可燃性ガスを含んだ状態の炭化物とな
る。一方で燃焼ガスはバランスリング２４を介し
て上昇すると同時に、炉床用空気吹込ノズル２５
からの空気流の影響を受けて旋回し乍ら第１空気
吹込ノズル１１方向に上昇する。所で炉床用空気
吹込ノズル２５を前記の如く炉床本体１４の周壁
に対して接線方向に開口したので空気の旋回流が
最大直径となり、燃焼ガスの旋回時間及び距離が
延長して熱効率が向上するのである。又一方にお
いて燃焼ガスは旋回しながら前記の如く上昇する
ので中心部分には空気供給が不充分な状態とな
り、可燃性ガスを含んだ状態で燃焼ガスが前記の
如く第１空気吹込ノズル１１の位置に上昇する。
所で第１空気吹込ノズル１１は前記の如くボイラ
ー本体５の中心よりやゝ外側に向つて開口してい
るので前記空気不足の中心部分に空気を供給でき
ることになり燃料は殆んど完全燃焼する。即ち燃
焼ガスは旋回し乍ら殆んど完全燃焼すると共に旋
回し乍らの上昇である故旋回時間及び距離を延長
できて熱効率を向上するのである。又前記第１空
気吹込ノズル１１の上部にはリタン燃焼リング１
２を設け、ボイラー本体５の周壁に沿つて旋回し
ながら上昇する燃焼ガスの上昇を阻止したので前
記の如く燃焼ガスの下降・上昇を繰返すことによ
り前記旋回時間、距離の延長を助長するのであ
る。

又前記の如く第１空気吹込ノズル１１からの空
気を受けて殆んど完全燃焼した燃焼ガスがリタン
燃焼リング１２の位置を旋回し乍ら通過すると、
更に第２空気吹込ノズル１０からの空気により残
つているかも知れない中心部分の可燃性ガスが燃
焼するのであり、これも旋回し乍らの燃焼である
から燃焼時間及び距離を延長でき熱効率が向上す
るのである。

斯くして第２空気吹込ノズル１０の位置を通過
した燃焼ガスは第３空気吹込ノズル７からの空気
の影響即ち下方向に向い、かつ、旋回流している
空気に乗つて旋回し、換言すれば加圧燃焼して旋
回時間及び距離を延長しながら水管群Ａの形成す
る半径方向の間隔内を通過して水管群Ａ内の水と
熱交換して水蒸気を発生し、熱交換後の燃焼ガス
は排気口３５から外部に出るのである。

又前記の如く上部炉床１６上で炭化した或は炭
化に近い状態になつた成形燃料は第１灰落し孔１
５及び第２灰落し孔１８内に溜るのであるが、前
記の如く第２灰落し孔１８には前記の如く炉床用
通風孔２２が連通しているので前記炭素或は可燃
性ガス（以下炭素分と略称する）が２次燃焼して
灰となると共に熱効率が向上するのである。又第
２灰落し孔１８には炉床通風孔２２を介して通気
孔２６の吹上圧力が働いているので前記の如く前
記第１、第２灰落し孔１５，１８が炉床通風孔２
２に連続しているに拘らず灰が炉床通風孔２２に
よりダンパー２７上に落下する危険性がなく前記
の如く炭素分が燃焼するのであり、燃焼するとエ
ヤーシリンダのピストンロツド１９に一端を固定
した移動炉床１７を第５図に示す如く右方向に移
動して第２灰落し孔１８内に溜つていた灰を間隔
部分で排除して第３灰落し孔２１を介してダンパ
ー２７上に落下させるのである。この時第５図か
ら明白な如く炉床通風孔２２は移動炉床１７の間
隔部分で閉鎖しているので前記落下は阻害されな
いし、又通気孔２６からの空気が炉床本体１４内
に直接流入して空気多量となることはないのであ
る。前記の如くして第２灰落し孔１８内の灰が落
下すると移動炉床１７を左方向に移動して、第４
図に示す如く第１灰落し孔１５内の炭素分を第２
灰落し孔１８内に落下させると共に、第１灰落し
孔１５内に新しい炭素分を貯溜するのである。し
かして、前記移動炉床１７の左右方向移動はタイ
マーにより自動制御して短時間で往復動させるの
で上部炉床１６上には殆んど炭素分が溜らずボイ
ラー本体５の内容積が変化せず熱効率よく長期燃
焼を継続することができるのである。又ダンパー
２７上に溜つた灰は、該ダンパー２７に形成した
貫通孔２８，２９を貫通状態として灰溜３０に落
下するのであり、灰溜３０中に溜つた灰を取出す
には、ダンパー３０を閉鎖して灰出口（図示せ
ず）から取出すのであり、ダンパー２７が閉であ
る故燃料燃焼中でも灰出しができ、前記従来品の
如く灰出しに当り燃焼を中断する必要がないので
ある。又前記の如く上部炉床１６上には炭素分が
殆んどないのでクリンカ（焼結）ができず、第１
灰落し孔１５及び第２灰落し孔１８が閉鎖する危
険性はなく長期連続燃焼ができ熱効率を向上し得
るのである。

又ボイラー本体５と炉床１３とを着脱自由とし
たので移動炉床１７及び支え炉床２０等の各部材
の取替え及び補修が簡単容易にできるのである。

又焼却炉にするには前記水管群を取去ることに
より容易に焼却効率が良く、煤煙の発生のないも
のが構成できるのである。

本案燃焼装置は前記の如く構成したので以上の
説明により明白な如く、煤煙が発生せず、クリン
カができずして長期燃焼を継続できて熱効率を顕
著に向上し得るという顕著な効果を奏するのであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本案燃焼装置の一実施例を示し、第１図
は本案装置を採用したボイラーの縦断正面図、第
２図は第１図AA線、第３図は第１図BB線断面
説明図、第４図は炉床の拡大縦断正面図、第５図
は炉床要部の作用の説明図、第６図は第１図CC
線断面図である。 ５……燃焼装置本体（ボイラー本体）、７……
第３空気吹込ノズル、１０……第２空気吹込ノズ
ル、１１……第１空気吹込ノズル、１２……リタ
ン燃焼リング、１３……炉床、１５…第１灰落し
孔、１６……上部炉床、１７……移動炉床、１８
……第２灰落し孔、２０……支え炉床、２１……
第３灰落し孔、２２……炉床通風孔、２４……バ
ランスリング、２５……炉床用空気吹込ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼装置本体と炉床とを着脱自由に固定し、若
   しくは燃焼装置本体に連続して炉床を一体に形成
   した燃焼装置であつて、前記燃焼装置本体を、下
   部に第１空気吹込ノズルを設け、その上部にリタ
   ン燃焼リングを設け、その上部に第２空気吹込ノ
   ズルを設けると共に、天井に第３空気吹込ノズル
   を設け、かつ下部を開放した構造となす一方、前
   記炉床を、半径方向に間隔を置いて縦方向に多数
   の第１灰落し孔を設けた上部炉床と、該上部炉床
   の下部に、前記多数の第１灰落し孔に連続する半
   径方向に間隔を置いた多数の縦方向の第２灰落し
   孔を設けた移動炉床を移動自由に設け、前記第２
   灰落し孔に対向する位置に半径方向に間隔を置い
   て縦方向の多数の炉床通風孔を設けると共に、前
   記間隔部分に前記第２灰落し孔に連続する縦方向
   の第３灰落し孔を形成した支え炉床を設け、かつ
   前記上部炉床の上部にバランスリングを設け、該
   バランスリングの上部に炉床用空気吹込ノズルを
   設けた構造としたことを特徴とする燃焼装置。